中国农业科学院作科所克隆小麦分蘖调控新基因并解析其分子机制

　　2月14日，中国农业科学院作物科学研究所小麦基因资源发掘与利用创新团队克隆了小麦分蘖调控新基因TN1，并揭示了其通过影响脱落酸（ABA）合成及信号转导路径调控小麦分蘖的分子机制，为小麦株型改良提供了重要基因资源与理论支撑。相关研究成果在线发表于《自然通讯（Nature Communications）》上。

 

　　分蘖不仅是决定小麦产量的核心要素之一，也是小麦株型建成中的一个重要科学问题，因此，克隆小麦分蘖调控基因，解析其分子机制和遗传网络，不仅具有重要的科学意义，对小麦株型改良和分子设计育种也具有重要的应用价值。

 

　　研究团队前期构建了以偃展4110、济麦22、淮麦33和Fielder为遗传背景的小麦甲基磺酸乙酯（EMS）突变体库，包含3万余份突变体。研究人员从偃展4110突变体库中筛选到的一个少分蘖突变体tn1，并克隆到分蘖调控新基因TN1，该基因编码一个含有四个跨膜结构域的膜蛋白。实验表明，一个保守氨基酸的替换突变（Ala125Thr）是导致tn1突变体分蘖芽的伸长受到抑制从而表现出少分蘖表型的原因。进一步研究发现，tn1突变体的茎基部和分蘖芽中ABA合成关键基因的转录水平及ABA含量均显著增加；同时，TN1与ABA受体TaPYL存在物理互作，并且能够显著抑制TaPYL与其下游ABA信号转导关键蛋白TaPP2C之间的物理互作。综上所述，该研究揭示了分蘖调控基因TN1通过影响ABA合成和信号转导途径促进小麦分蘖芽伸长的分子机制。

 

　　作科所已毕业博士生董纯豪和张立超副研究员为共同第一作者，作科所刘旭院士、孔秀英和孙加强研究员为论文的共同通讯作者。本研究得到国家自然科学基金，中央级公益性科研院所基本科研业务费专项，中国农科院农科英才及科技创新工程的资助。

 

　　原文链接：https://rdcu.be/c5CBT